Fabricación de chips o circuitos integrados
Alumno: Rodriguez Avalo Fabricio Escuela: Ingeniería de sistemas
Resumen Conceptos principales de este informe tenemos como chip es un circuito integrado, o también llamado microchip, en el fondo un circuito electrónico en miniatura construido en la superficie de un material semiconductor. Estos chips han sido revolucionarios en la computación y la electrónica en general, permitiendo que los aparatos tengan hoy tamaños razonables. Y también la fabricación de chip que es un proceso que consiste en el cual se crean circuitos integrados, presentes en todos los dispositivos electrónicos.
Introducción El cálculo diferencial y su aplicación son importante en el área de ingeniería de sistemas, ya que las matemáticas se ocupan del estudio de los incrementos en las var iables, pendientes de curvas, valores máximos y mínimo de funciones y de la determinación de longitudes, áreas y volúmenes. Su uso es muy extenso, sobre todo en ciencias e ingeniería, siempre que haya cantidades que varíen de forma continua. En este informe se presentara la definición de un chip y su respectiva clasificación, el proceso de la fabricación de circuitos integrados, su respectiva respectiva tecnología de fabricación y pasos generales de fabricación.
Desarrollo Un circuito integrado, también conocido como chip, es una estructura de pequeñas dimensiones de material semiconductor, normalmente silicio, de algunos milímetro s cuadrados de superficie, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o de cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre el Circuito Integrado y un circuito impreso. Los chips se hicieron posibles gracias a descubrimientos experimentales que mostraban que artefactos semiconductores podían realizar las funciones de los tubos de vacío, así como a los avances científicos de la fabricación de semiconductores a mediados del siglo XX. Los circuitos se clasifican en dos grandes grupos: • Circuitos integrados i ntegrados analógicos
Pueden constar desde simples transistores encapsulados juntos, sin unión entre ellos, hasta circuitos completos y funcionales, como amplificadores o incluso receptores de radio completos.
• Circuitos integrados digitales
Pueden ser desde básicas puertas lógicas (AND, OR, NOT) hasta los más complicados microprocesadores. Algunos son diseñados y fabricados para cumplir una función específica dentro de un sistema mayor y más complejo. En general, la fabricación de los chips es compleja ya que tienen una alta integración de componentes en un espacio muy reducido, de forma que llegan a ser microscópicos. Sin embargo, permiten grandes simplificaciones con respecto a los antiguos circuitos, además de un montaje más eficaz y rápido. Con lo que respecta a la fabricación de circuitos integrados es el proceso mediante el cual se crean circuitos integrados, presentes en todos los dispositivos electrónicos. Es un proceso complejo y en el que intervienen numerosas etapas de fotolitografía y procesado químico, durante las cuales los circuitos se generan sobre una oblea hecha de materiales puramente semiconductores. Para ello se emplea en gran cantidad el silicio, aunque también se usan semiconductores compuestos para aplicaciones específicas, como el arseniuro de galio.
La fabricación de integrados a gran escala sigue, desarrollos recientes en tecnologías de aleación de Silicio-Germanio y silicio, sometido a esfuerzo, refuerzan aún más la posición de los procesos de fabricación que se basan en este elemento en la industria microelectrónica en los años venideros. El silicio puede ser refinado por medio de técnicas bien establecidas de purificación y crecimiento de cristales. Este elemento químico también exhibe propiedades físicas apropiadas para la fabricación de dispositivos activos con buenas características eléctricas, además es fácil de oxidar para formar un excelente aislante como el dióxido de silicio. También sirve como barrera de protección contra la difusión de impurezas indeseables hacia el mineral adyacente de silicio de alta pureza. Esta propiedad de protección del óxido de silicio permite que sus propiedades eléctricas sean fáciles de modificar en áreas predefinidas. Por
consiguiente, se pueden construir elementos activos y pasivos en la misma pieza material. Entonces los componentes pueden interconectarse con capas de metal para formar el llamado circuito integrado monolítico, que es en esencia una pieza única de metal. ● Pasos Generales de Fabricación de un Circuito Integrado formado por Silicio
Los pasos de fabricación básica se pueden realizar muchas veces, en diferentes combinaciones y en diferentes condiciones de procedimiento durante un turno de fabricación completo. • Preparación de la oblea
El material inicial para los circuitos integrados modernos es el silicio de muy alta pureza, donde adquiere la forma de un cilindro sólido de color gris acero de 10 a 30 cm de diámetro y puede ser de 1 m a 2 m de longitud. Después, se alisa la pieza hasta obtener un acabado de espejo, a partir de técnicas de pulimento químicas y mecánicas. Las propiedades eléctricas y mecáni cas de la oblea dependen de la orientación de los planos cristalinos, concentración e impurezas existentes. • Oxidación
Se refiere al proceso químico de reacción del silicio con el oxígeno para formar Dióxido de Silicio. Para acelerar dicha reacción se necesitan de hornos ultra limpios especiales de alta temperatura. • Difusión
Es el proceso mediante el cual los átomos se mueven de una región de alta concentración a una de baja a través del cristal semiconductor. En el proceso de manufactura la difusión es un método mediante el cual se introducen átomos de impurezas en el Silicio para cambiar su resistividad. • Implantación de iones
Es otro método que se utiliza para introducir átomos de impurezas en el cristal semiconductor. Un implantador de iones produce iones del contaminante deseado, los acelera mediante un campo eléctrico y les permite chocar contra la superficie del semiconductor. • Deposición por medio de vapor químico
Es un proceso mediante el cual gases o vapores se hacen reaccionar químicamente, lo cual conduce a la formación de sólidos en un sustrato. • Metalización
Su propósito es interconectar los diversos componentes (transistores, condensadores, etc.) para formar el circuito integrado que se desea, implica la deposición inicial de un metal sobre la superficie del Silicio. • Fotolitografía
Esta técnica es utilizada para definir la geometría de la superficie de los diversos componentes de un circuito integrado. Para lograr la fotolitografía, primeramente se debe recubrir la oblea con una capa fotosensible llamada sustancia fotoendurecible que utiliza una técnica llamada “de giro”; después de esto se utilizará una placa fotográfica con patrones dibujados para exponer de forma selectiva la capa fotosensible a la iluminación ultravioleta. Las áreas
opuestas se ablandarán y podrán ser removidas con un químico, y de esta manera, producir con precisión geometrías de superficies muy finas
• Empacado
Después de haber probado los circuitos eléctricamente se separan unos de otros y los buenos se montan en cápsulas. Normalmente se utilizan alambres de oro para conectar las terminales del paquete al patrón de metalización en la pastilla; por último, se sella el paquete con plástico o resina epóxica al vacío o en una atmósfera inerte.
Conclusión Como conclusión se puede decir que las aplicaciones de las integrales son muy importante en la fabricación de chips, ya que para tener una forma perfecta de un chip se necesita el cálculo integral del volumen, su presión y su longitud.
Referencias bibliográficas .blogcindario. (s.f.). Obtenido de .blogcindario:
http://system12.blogcindario.com/2009/09/00001.html slideshare. (16 de febrero de 2016). Obtenido de slideshare: https://es.slideshare.net/araoz22781/fabricacion-de-chips
